[发明专利]一种特大尺寸工件双移动测量机器人系统及方法

说明书

本发明的特大尺寸工件双移动机器人测量方法基于靶标跟踪系统、以移动设备和机器人携带的视觉测量系统和立体靶标为依托，建立全局控制手段，使得靶标跟踪系统与视觉测量系统、立体靶标相结合，去除了以往视觉测量系统贴靶标的繁琐步骤，避免了靶标匹配造成的误差，以及机器人本身对测量误差的影响，并且实现了高精度测量的自动化。靶标跟踪系统的坐标系作为世界坐标系，将视觉测量系统测量获取的点云数据统一到世界坐标系下来，标定精度的高低对最终测量结果起着至关重要的作用。在测量之前，需完成特大尺寸工件移动测量系统的运动规划及测量系统的标定，以实现特大尺寸工件的自动化测量。

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其是涉及一种特大尺寸工件双移动测量机器人系统及方法。

背景技术

近几十年来，远距离高精度大量程的大尺寸坐标测量系统在航空航天、汽车造船、水力电力、钢铁、交通运输等工业领域中有着广泛的需求。随着大型装备制造业的发展，用户对产品质量控制的要求也在不断提高，工业产品设计和制造技术不断革新，工业现场大尺寸测量逐渐呈现出测量环境复杂、测量对象多样、测量过程自动化和测量功能综合化的特点，传统的特大尺寸测量系统已经无法满足日益增长的工业现场大尺度空间坐标测量的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种特大尺寸工件双移动测量机器人系统，以解决上述背景技术中提到的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种特大尺寸工件双移动测量机器人系统，包括靶标跟踪系统、移动设备、机器人、立体靶标、视觉测量系统和中央控制系统，其中，移动设备包括第一移动设备和第二移动设备；

所述视觉测量系统安装在立体靶标内，所述机器人夹持立体靶标，所述机器人设置在第二移动设备上，所述靶标跟踪系统固定在三脚架上，所述三脚架通过螺栓固定在第一移动设备上；所述靶标跟踪系统用于实时跟踪识别立体靶标，所述中央控制系统控制各设备工作并具有标准化接口，能够与上层MES等系统实现数据交互。

进一步的，所述视觉测量系统为双目视觉系统或者激光测量系统。

进一步的，所述机器人根据测量任务的不同可采用3、4、5、6自由度串联式工业机器人。

进一步的，所述第一移动设备、第二移动设备包括但不限于AGV导航小车或者导轨式移动平台。

本发明还提出一种特大尺寸工件移动测量机器人方法，包含如下步骤：

(1)测量前，对移动设备以及机器人进行路径规划和轨迹规划，对立体靶标以及视觉测量系统的位置进行标定；

(2)测量时，利用视觉测量系统、立体靶标和靶标跟踪系统得到待测件整体的点云数据；

(3)测量后，对测量的数据进行优化处理。

进一步的，所述步骤(1)中，所述移动设备路径规划用于规划出移动设备在工作场景中测量路径点的位姿信息，确保立体靶标一直在靶标跟踪系统的视野范围内，实现两台移动设备的无死角协调配合；所述移动设备轨迹规划用于规划出经过测量路径点的连续曲线，以保证移动设备运动的平稳性。

进一步的，所述步骤(1)中，机器人的路径规划是指当搭载机器人的移动设备停在测量路径点后，依据视觉测量系统的参数规划出带有姿态信息的测量点序；对于点到点的运动，机器人的轨迹规划是指规划出经过两个测量点的曲线，以保证机械手运动平滑、不出现抖动；针对连续运动的作业，轨迹规划就是要规划出经过所有路径点的最佳拟合曲线，以保证运动的连续性和稳定性。